环氧树脂的研究和应用一直是人们感兴趣的课题。由于其具有优良的耐溶剂性、耐酸碱性，以及对金属等的优良的附着力、较好的热稳定性和电绝缘性、保色性等，至今仍在汽车工业、电气工业、航空工业及尖端工业等方面，占据不可取代的地位。


但环氧树脂没有光化学活性，这使得环氧树脂的应用受到一定的限制。曾对F-44环氧树脂进行改性，合成了一种既含有环氧基又含有丙烯酸基的光敏酚醛环氧树脂，改性后的树脂不仅保留了一般F类环氧树脂的优点，而且光敏基团的引入给改性F-44树脂的应用带来了便利，扩大了应用领域。本文就光敏酚醛环氧丙烯酸树脂的生产工艺作进一步探讨，以期找到一种价格便宜、安全无毒的催化剂，来替代价格昂贵的溴化季铵盐，达到降低生产成本，优化生产工艺的目的。


以丙烯酸和F-44环氧树脂为原料，合成了一种既含有环氧基又含有丙烯酸基的光敏酚醛环氧丙烯酸酯树脂。研究了催化剂种类、催化剂用量、反应时间、反应温度对丙烯酸转化率的影响。结果发现以三乙胺作催化剂，反应温度为95℃，催化剂用量为树脂质量的2%，酯化反应在6h之内完成所合成的树脂制成的涂膜具有优良的力学性能、耐溶剂性能和耐酸碱性能。用FT-IR对所合成树脂的结构进行了表征。


(一)引言
环氧树脂的研究和应用一直是科学家及工程师们感兴趣的课题。由于其具有优良的耐溶剂性、耐酸碱性，以及对金属等的优良的附着力、较好的热稳定性和电绝缘性、保色性等，至今仍在汽车工业、电气工业、航空工业，及尖端工业等方面占据不可取代的地位。但环氧树脂没有光化学活性，这使得环氧树脂的应用受到一定的限制。本研究小组曾对F-44环氧树脂进行改性，合成了一种既含有环氧基又含有丙烯酸基的光敏酚醛环氧树脂，改性后的树脂不仅保留了一般F类环氧树脂的优点，而且光敏基团的引入给改性F-44树脂的应用带来了便利，扩大了应用领域。本文就光敏酚醛环氧丙烯酸树脂的生产工艺作进一步探讨，以期找到一种价格便宜、安全无毒的催化剂，来替代价格昂贵的溴化季铵盐，达到降低生产成本，优化生产工艺的目的。







(二)实验部分
1、主要原料
F-44环氧树脂(环氧值0.44)：国产；二氧六环(二烷)：分析纯，上海试剂三厂；对苯二酚：化学纯，重庆电子材料试剂厂；乙基-对-二甲氨基苯甲酸酯(EDAB)光敏促进剂、异丙基硫杂蒽酮(ITX)光敏剂：美国倍合德国际有限公司提供；三羟甲基丙基三丙烯酸酯(TMPTA)交联剂：比利时UCB化学公司提供；丙烯酸：化学纯，上海五联试剂化工厂；马来酸酐：分析纯，天津市化学试剂一厂。


2、主要仪器
样品红外光谱用美国NICOLET仪器公司生产的IMPACT420型傅里叶红外光谱仪测定；产品光化学活性用自制的紫外光曝光仪进行曝光，然后用上述红外光谱仪测定曝光前后双键含量的变化，紫外光灯功率1000W，灯管离样品距离26cm；涂膜附着力用原天津材料实验机厂生产的QFZ-Ⅱ型漆膜附着力实验仪测定。


3、反应温度对丙烯酸转化率的影响
三乙胺用量为0.5g时，考察不同温度对丙烯酸转化率的影响，结果见表2。表2反应温度对丙烯酸转化率的影响：
表2可知用三乙胺作为催化剂，在同一反应时间内随着反应温度的升高，丙烯酸的转化率提高。在温度为95℃时，丙烯酸可在6h之内反应完全。因此从工业生产的角度看，较高的反应温度有利于缩短生产，提高生产效率。


4、产品的光化学活性
产品光化学活性用曝光后双键的相对反应程度来表示，结果见表3。由表3可看出在未加入交联剂的情况下，丙烯酸改性F-44树脂具有较为理想的光反应活性。在光照5s时双键反应程度就接近60%。这证实所合成的产品是一种光敏性树脂，所制得的涂料可通过光交联成膜。
表3产品的光化学活性5、产品的性能
光敏酚醛环氧丙烯酸酯是F-44树脂中，部分环氧基与丙烯酸进行了化学反应，改性后的树脂中仍然保留一部分环氧基，这部分环氧基使树脂制备涂料时有优异的力学性能，例如对底材优良的附着力等。为保证这部分环氧基充分地参与固化反应，在树脂中加入马来酸酐作为环氧基的热固化交联剂，其用量取决于环氧基的剩余量。光敏剂和TMPTA的用量根据改性后树脂中双键的含量决定，结果见表4。从表4可知经热固化后的涂漠，具有优良的附着力、耐酸碱性和耐溶剂性等性能。


表4涂膜性能
6、产品的结构表征
产品的结构用红外光谱(FT-IR)来表征。图1(a)为F-44环氧树脂的FT-IR谱图。图1(b)为产品经精制后的FT-IR谱图。
(a)F-44环氧树脂的FT-IR谱图


(b)产品的FI-IR谱图
图1F-44环氧树脂及产品的FT-IR谱图
比较(a)、(b)两图可以看出，(b)图在1724。4cm-1处出现强烈的共轭羰基吸收峰，且在3426。5cm-1处的羟基吸收峰较之(a)图有明显的增强，这是由于环氧基被丙烯酸开环后产生了更多的羟基引起的，这说明丙烯酸基已成功地引入到改性树脂中。另外，(a)图在1244cm-1、914cm-1、756cm-1处有环氧基3个吸收峰，在(b)图中这3个环氧基峰仍然存在，只不过比(a)图吸收峰有所减小，这说明改性树脂中保留了原树脂的部分环氧基。综上所述，所制得的改性树脂是一种既含有环氧基又含有丙烯酸基的树酯。


(四)结语
用丙烯酸和F-44环氧树脂为原料，合成一种经FI-IR证实既含有丙烯酸基，又含有环氧基的光敏环氧丙烯酸酯树脂。研究了催化剂种类、催化剂用量、反应时间、反应温度对丙烯酸转化率的影响，发现用三乙胺作催化剂，在较高的反应温度(95℃)、较大的三乙胺用量，反应在较短的时间内即可完成；适当提高反应的温度有利于反应的进行，可缩短生产周期。采用紫外光曝光、FT-IR跟踪碳碳双键含量的变化的方法测定并验证了改性树脂的光化学活性，证实产品是一种紫外光敏树脂。测定了产品的光学活性和性能，结果表明所制得的树脂具有优良的光化学活性，用树脂所制得的涂膜保留了原环氧树脂，优良的附着力、耐酸碱性和耐溶剂性。 文章名称：光敏酚醛环氧丙烯酸树脂 文章链接： 文章关键词：光敏酚醛环氧丙烯酸树脂 环氧丙烯酸树脂 树脂胶粘剂 中国胶水网 编辑整理